Z inicjatywą budowy cerkwi w wystąpił piotrkowski generał gubernator. Prace nabrały tempa po nieudanym zamachu na życie cara Aleksandra II. W zamyśle cerkiew miała być pomnikiem przypominającym następnym pokoleniom wizerunek cara. Szóstego kwietnia 1879 roku powołany został komitet budowy. W jego skład weszli najwięksi łódzcy przedsiębiorcy z Karolem Scheiblerem jako przewodniczącym, Juliuszem Heinzlem jako wiceprzewodniczącym oraz między innymi Ludwikiem Meyerem i Izraelem Poznańskim jako członkami. Na początku 1880 roku był już gotowy projekt budowli, który został zatwierdzony przez władze. Kosztorys opiewał na sumę 69 tys. rubli. Pod budowę wybrano plac obok parku miejskiego przy ul. Widzewskiej (ob. Kilińskiego), w pobliżu dworca kolejowego. Kamień węgielny położono 8 maja 1880 roku. Prace budowlane przy cerkwi prowadziła znana łódzka firma Roberta Nestlera. 29 maja 1884 roku odbyła się uroczystość poświęcenia soboru. Jednokopułowa budowla wzniesiona w stylu bizantyjskim była jedną z piękniejszych cerkwi w Polsce. Centralnie umieszczono wieżę z szesnastoma oknami, zwieńczoną półokrągłą kopułą. Nad głównym wejściem górowała trzypiętrowa dzwonnica. Cerkiew mieściła dziewięćset osób. W dniu wyświęcenia soboru parafia liczyła trzysta osób. Rozwój miasta spowodował, że w 1906 roku było już ich 3514. Sobór szczęśliwie przetrwał do naszych czasów i jest cerkwią katedralną biskupa łódzko-poznańskiego.